JP5387392B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及び撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5387392B2
JP5387392B2 JP2009295244A JP2009295244A JP5387392B2 JP 5387392 B2 JP5387392 B2 JP 5387392B2 JP 2009295244 A JP2009295244 A JP 2009295244A JP 2009295244 A JP2009295244 A JP 2009295244A JP 5387392 B2 JP5387392 B2 JP 5387392B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
image
refractive power
focal length
zoom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009295244A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011133799A (ja
Inventor
滋彦 松永
浩司 豊田
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
Priority to JP2009295244A priority Critical patent/JP5387392B2/ja
Publication of JP2011133799A publication Critical patent/JP2011133799A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5387392B2 publication Critical patent/JP5387392B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/145Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only
    • G02B15/1451Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive
    • G02B15/145129Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive arranged +-+++
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+

Description

本発明はズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、高変倍比でありながら広画角化と小型化を両立したズームレンズ及び撮像装置の技術分野に関する。
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置は小型化され家庭用として広く普及しているが、これらの撮像装置にあっては、撮像素子の小型化に伴い、レンズ系全体の小型化や高変倍比かつ高性能な広角ズームレンズが求められている。
一般に、ビデオカメラに用いられ最も物体側に配置される第1レンズ群以外のレンズ群を移動させてフォーカスを行う所謂インナーフォーカス式のズームレンズは、レンズ系全体の小型化が容易であると共に画素数の多い撮像素子に適した結像性能が得られることが知られている。
このようなインナーフォーカス式のズームレンズにおいて、第1レンズ群と第3レンズ群を固定群とし、第2レンズ群を光軸方向へ移動させて主に変倍を行い、第4レンズ群を光軸方向へ移動させて変倍による焦点位置の補正と合焦を行うようにした方式が主流になっている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載されたズームレンズにあっては、第1レンズ群が、負レンズと正レンズの接合レンズと、正レンズが物体側から像側へ順に配置された構成とされており、広角端における半画角が30°程度しかない。従って、広画角化を図ろうとすると、第1レンズ群に入射する軸外光線の高さが高くなり第1レンズ群の有効径が増大してしまうと言う問題がある。
そこで、正負正正の4群インナーフォーカス式のズームレンズの第1レンズ群を5枚構成とすることにより、種々のバリエーションに対して高変倍比でありながら広画角化と小型化の両立を図るようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
特許文献2に記載されたズームレンズにあっては、第1レンズ群を5枚構成にすることにより4群構成において広画角化と小型化を図っている。
特開2009−175648号公報 特許4007258号公報
ところが、特許文献2に記載されたズームレンズにあっては、第1レンズ群を通過する光線の傾角を小さくするために、アフォーカル系を構成する負の屈折力を有する構成要素と正の構成要素の間をガラスによって埋める構成にされており、第1レンズ群の第2レンズの厚みが大きくなり小型化を阻害してしまう。
そこで、本発明ズームレンズ及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、高変倍比でありながら広画角化と小型化を両立することを課題とする。
ズームレンズは、上記した課題を解決するため、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第1レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式(1)及び条件式(2)を満足するようにしたものである。
(1)0.03<H1′/f1<0.3
(2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
但し、
H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
従って、第1レンズ群の像側主点が第1レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定されると共に第2レンズ群の屈折力が適正化される。
上記したズームレンズにおいては、前記第2レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3)0.8<f21/f2<1.6
但し、
f21:第2レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
ズームレンズを上記のように構成することにより、第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が適正化される。
上記したズームレンズにおいては、前記第1レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることが望ましい。
第1レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることにより、広角端における歪曲収差及び望遠端における球面収差の発生が抑制される。
別のズームレンズは、上記した課題を解決するため、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第1レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第2レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式(1)、条件式(2)及び条件式(3)を満足するようにしたものである。
(1)0.03<H1′/f1<0.3
(2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
(3)0.8<f21/f2<1.6
但し、
H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
f21:第2レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
従って、第1レンズ群の像側主点が第1レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定されると共に第2レンズ群の屈折力が適正化される。
上記した別のズームレンズにおいては、前記第1レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることが望ましい。
第1レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることにより、広角端における歪曲収差及び望遠端における球面収差の発生が抑制される。
上記した別のズームレンズにおいては、前記第5レンズ群は負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第5レンズ群の前記前群又は前記後群を前記可動群とし、像面上に形成される像を光軸に垂直な方向へ移動させることを可能とすることが望ましい。
第5レンズ群の前群又は後群を可動群とすることにより、可動群の光軸に垂直な方向における移動量が小さい。
撮像装置は、上記した課題を解決するため、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズは、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第1レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式(1)及び条件式(2)を満足するようにしたものである。
(1)0.03<H1′/f1<0.3
(2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
但し、
H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
従って、第1レンズ群の像側主点が第1レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定されると共に第2レンズ群の屈折力が適正化される。
別の撮像装置は、上記した課題を解決するため、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズは、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第1レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第2レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式(1)、条件式(2)及び条件式(3)を満足するようにしたものである。
(1)0.03<H1′/f1<0.3
(2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
(3)0.8<f21/f2<1.6
但し、
H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
f21:第2レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
従って、第1レンズ群の像側主点が第1レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定されると共に第2レンズ群の屈折力が適正化される。
本発明ズームレンズ及び撮像装置は、高変倍比でありながら広画角化と小型化を両立することができる。
以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。
[ズームレンズの構成]
本発明ズームレンズは、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
また、本発明ズームレンズは、第1レンズ群が、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成る。
さらに、本発明ズームレンズは、以下の条件式(1)及び条件式(2)を満足するようにされている。
(1)0.03<H1′/f1<0.3
(2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
但し、
H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
条件式(1)は、第1レンズ群に広画角化と最も物体側のレンズの小型化を両立させるのに適した構成を与えるための条件を示す式である。
条件式(1)の下限を下回ると、第1レンズ群と第2レンズ群の主点間隔が大きくなるため広画角化が難しくなる。
逆に、条件式(1)の上限を上回ると、第1レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの径が大きくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式(1)を満足することにより、第1レンズ群の像側主点が第1レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定され、広画角化と第1レンズ群の最も物体側のレンズの小型化を両立させることができる。
条件式(2)は、主に変倍レンズ群として機能する第2レンズ群の屈折力を規定する式である。
条件式(2)の下限を下回ると、第2レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、ペッツバール和が負側に大きくなり像面湾曲の補正が難しくなる。
逆に、条件式(2)の上限を上回ると、第2レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎ、所望の変倍比を達成するために第2レンズ群の移動量を大きくする必要が生じズームレンズの大型化を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式(2)を満足することにより、第2レンズ群の屈折力が適正化され、像面湾曲の良好な補正を行うことができると共に第2レンズ群の移動量が小さくなりズームレンズの小型化を図ることができる。
本発明ズームレンズは、上記のように構成されることにより、変倍比が8倍乃至20倍、半画角が35°乃至45°を達成することが可能である。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第2レンズ群が、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3)0.8<f21/f2<1.6
但し、
f21:第2レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
条件式(3)は、第2レンズ群の屈折力と第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズとの屈折力の比を規定する式である。
条件式(3)の上限を上回ると、第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が弱くなり過ぎ、広画角化を達成しようとしたときに第1レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの大型化を来たしてしまう。
逆に、条件式(3)の下限を下回ると、第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が強くなり過ぎ、変倍に伴う収差補正が困難になってしまう。
従って、ズームレンズが条件式(3)を満足することにより、第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が適正化され、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの小型化及び変倍に伴って発生する収差の良好な補正を行うことができる。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第1レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることが望ましい。
第1レンズ群の最も物体側に配置されたレンズを複合非球面レンズにすることにより、広角端における歪曲収差及び望遠端における球面収差を効率良く補正することができる。また、非球面の部分を形成する材料と非球面の部分以外のレンズの本体側の部分を形成する材料とのアッベ数の差を大きくすることにより、望遠端における色収差の発生を抑制することができる。
尚、上記した収差補正を複合非球面レンズでない非球面レンズによって行うことも可能である。
別の本発明ズームレンズは、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
また、別の本発明ズームレンズは、第1レンズ群が、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成る。
さらに、別の本発明ズームレンズは、第2レンズ群が、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
加えて、別の本発明ズームレンズは、以下の条件式(1)、条件式(2)及び条件式(3)を満足するようにされている。
(1)0.03<H1′/f1<0.3
(2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
(3)0.8<f21/f2<1.6
但し、
H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
f21:第2レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
条件式(1)は、第1レンズ群に広画角化と最も物体側のレンズの小型化を両立させるのに適した構成を与えるための条件を示す式である。
条件式(1)の下限を下回ると、第1レンズ群と第2レンズ群の主点間隔が大きくなるため広画角化が難しくなる。
逆に、条件式(1)の上限を上回ると、第1レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの径が大きくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式(1)を満足することにより、第1レンズ群の像側主点が第1レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定され、広画角化と第1レンズ群の最も物体側のレンズの小型化を両立させることができる。
条件式(2)は、主に変倍レンズ群として機能する第2レンズ群の屈折力を規定する式である。
条件式(2)の下限を下回ると、第2レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、ペッツバール和が負側に大きくなり像面湾曲の補正が難しくなる。
逆に、条件式(2)の上限を上回ると、第2レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎ、所望の変倍比を達成するために第2レンズ群の移動量を大きくする必要が生じズームレンズの大型化を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式(2)を満足することにより、第2レンズ群の屈折力が適正化され、像面湾曲の良好な補正を行うことができると共に第2レンズ群の移動量が小さくなりズームレンズの小型化を図ることができる。
条件式(3)は、第2レンズ群の屈折力と第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズとの屈折力の比を規定する式である。
条件式(3)の上限を上回ると、第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が弱くなり過ぎ、広画角化を達成しようとしたときに第1レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの大型化を来たしてしまう。
逆に、条件式(3)の下限を下回ると、第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が強くなり過ぎ、変倍に伴う収差補正が困難になってしまう。
従って、ズームレンズが条件式(3)を満足することにより、第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が適正化され、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの小型化及び変倍に伴って発生する収差の良好な補正を行うことができる。
また、第5レンズ群が光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有する構成とすることにより、第5レンズ群によって手振れ等による画像のブレを補正することができる。
別の本発明ズームレンズは、上記のように構成されることにより、変倍比が8倍乃至20倍、半画角が35°乃至45°を達成することが可能である。
別の本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第1レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることが望ましい。
第1レンズ群の最も物体側に配置されたレンズを複合非球面レンズにすることにより、広角端における歪曲収差及び望遠端における球面収差を効率良く補正することができる。また、非球面の部分を形成する材料と非球面の部分以外のレンズの本体側の部分を形成する材料とのアッベ数の差を大きくすることにより、望遠端における色収差の発生を抑制することができる。
尚、上記した収差補正を複合非球面レンズでない非球面レンズによって行うことも可能である。
別の本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第5レンズ群が負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、第5レンズ群の前群又は後群を光軸に垂直な方向へ移動する可動群とし、像面上に形成される像を光軸に垂直な方向へ移動させることが望ましい。
第1レンズ群乃至第5レンズ群のうち最も像側に位置する第5レンズ群の前群又は後群を手振れ補正用の可動群とすることにより、第5レンズ群は光束の有効径が比較的小さいレンズ群であるため、レンズ鏡筒の小型化を図ることが可能となる。
また、手振れ補正時における他のレンズ群における光束の位置の変動に対する影響が少なくて済み、レンズ鏡筒の一層の小型化を図ることが可能となる。
さらに、可動群の前後のスペースを確保するための制約も少なく、光学性能の向上及びレンズ鏡筒の小型化を実現することが可能となる。
[ズームレンズの数値実施例]
以下に、本発明ズームレンズ及び別の本発明ズームレンズの具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。
「面番号」は物体側から像側へ数えた第i番目の面、「Ri」は第i番目の面の曲率半径、「Di」は第i番目の面と第i+1番目の面の間の軸上面間隔(レンズ中心厚あるいは空気間隔)、「Ni」は第i番目の面から始まるレンズ等のd線(λ=587.6nm)における屈折率、「νi」は第i番目の面から始まるレンズ等のd線におけるアッベ数を示す。
「面番号」に関し「ASP」は当該面が非球面であることを示し、曲率半径「Ri」に関し「∞」は当該面が平面であることを示し、軸上面間隔「Di」に関し「可変」は可変間隔であることを示す。
「κ」は円錐定数(コーニック定数)、「A4」、「A6」、「A8」、「A10」はそれぞれ4次、6次、8次、10次の非球面係数を示す。
「f」はレンズ全系の焦点距離、「Fno.」はFナンバー(開放F値)、「ω」は半画角を示す。
尚、以下の非球面係数を示す各表において、「E−n」は10を底とする指数表現、即ち、「10のマイナスn乗」を表しており、例えば、「0.12345E−05」は「0.12345×(10のマイナス五乗)」を表している。
各実施の形態において用いられたズームレンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。レンズ面の頂点から光軸方向における距離を「x」、光軸と垂直な方向における高さを「y」、レンズ頂点での近軸曲率を「c」、円錐定数を「к」とすると、非球面形状は、以下の数式1によって定義される。
以下に示す各実施の形態におけるズームレンズ1、2、3、4は、第1レンズ群G1乃至第5レンズ群G5による5群構成とされている。
<第1の実施の形態>
図1は、第1の実施の形態におけるズームレンズ1のレンズ構成を示している。
ズームレンズ1は、変倍比が8.74倍にされている。
ズームレンズ1は正の屈折力を有する第1レンズ群G1と負の屈折力を有する第2レンズ群G2と正の屈折力を有する第3レンズ群G3と正の屈折力を有する第4レンズ群G4と正の屈折力を有する第5レンズ群G5とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第1レンズ群G1は位置が常時固定とされ、第2レンズ群G2は変倍のために光軸方向へ移動可能とされ、第3レンズ群G3は位置が常時固定とされ、第4レンズ群G4は変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされている。
第1レンズ群G1は、像側に凹面を向けたレンズL1と、像側に強い凸面を向けたレンズL2と、両凹形状のレンズL3と両凸形状のレンズL4との接合レンズと、物体側に強い凸面を向けた両凸形状のレンズL5とが物体側から像側へ順に配置されて成る。レンズL1は複合非球面レンズにされている。
第2レンズ群G2は、像側に強い凹面を向けた両凹形状のレンズL6と、両凹形状のレンズL7と両凸形状のレンズL8との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第3レンズ群G3は、両凸形状のレンズL9と、両凸形状のレンズL10と両凹形状のレンズL11との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第4レンズ群G4は、両凸形状のレンズL12によって構成されている。
第5レンズ群G5は、負の屈折力を有する両凹形状のレンズL13によって構成され位置が常時固定とされた固定群(前群)と、正の屈折力を有する両凸形状のレンズL14によって構成され光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群(後群)とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
尚、前群であるレンズL13を可動群とし、後群であるレンズL14を固定群としてもよい。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間には絞りSが配置されている。
第5レンズ群の像側にはフィルターFLと撮像面IMGを有する撮像素子とが物体側から像側へ順に配置されている。撮像素子としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等が用いられ、フィルターFLは、例えば、赤外線カットフィルターやローパスフィルター等によって構成されている。
第1の実施の形態におけるズームレンズ1に具体的数値を適用した数値実施例1のレンズデーターを表1に示す。
ズームレンズ1において、第1レンズ群G1のレンズL1の最も像側の面(第3面)、第2レンズ群G2のレンズL6の両面(第11面、第12面)、第2レンズ群G2のレンズL8の像側の面(第15面)、第3レンズ群G3のレンズL9の両面(第17面、第18面)、第4レンズ群G4のレンズL12の両面(第22面、第23面)、第5レンズ群G5のレンズL13の両面(第24面、第25面)及び第5レンズ群G5のレンズL14の像側の面(第27面)は非球面に形成されている。数値実施例1における非球面の4次、6次、8次、10次の非球面係数A4、A6、A8、A10を円錐定数κと共に表2に示す。
ズームレンズ1において、広角端状態と望遠端状態の間のズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の面間隔D10、第2レンズ群G2と絞りSの間の面間隔D15、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間の面間隔D21及び第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間の面間隔D23が変化する。数値実施例1における広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=2.958)及び望遠端状態(f=8.744)における各面間隔を焦点距離f、FナンバーFno.及び半画角ωとともに表3に示す。
図2乃至図4は数値実施例1の無限遠合焦状態における諸収差図を示し、図2は広角端状態、図3は中間焦点距離状態、図4は望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
図2乃至図4には、球面収差図において、実線でd線(波長587.6nm)、一点鎖線でg線(波長435.8nm)、点線でC線(波長656.3nm)における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例1は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第2の実施の形態>
図5は、第2の実施の形態におけるズームレンズ2のレンズ構成を示している。
ズームレンズ2は、変倍比が8.87倍にされている。
ズームレンズ2は正の屈折力を有する第1レンズ群G1と負の屈折力を有する第2レンズ群G2と正の屈折力を有する第3レンズ群G3と正の屈折力を有する第4レンズ群G4と正の屈折力を有する第5レンズ群G5とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第1レンズ群G1は位置が常時固定とされ、第2レンズ群G2は変倍のために光軸方向へ移動可能とされ、第3レンズ群G3は位置が常時固定とされ、第4レンズ群G4は変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされている。
第1レンズ群G1は、物体側に凹面を向けたレンズL1と、像側に強い凸面を向けたレンズL2と、両凹形状のレンズL3と両凸形状のレンズL4との接合レンズと、物体側に強い凸面を向けた両凸形状のレンズL5とが物体側から像側へ順に配置されて成る。レンズL1は複合非球面レンズにされている。
第2レンズ群G2は、像側に強い凹面を向けた両凹形状のレンズL6と、両凹形状のレンズL7と両凸形状のレンズL8との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第3レンズ群G3は、両凸形状のレンズL9と、両凸形状のレンズL10と両凹形状のレンズL11との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第4レンズ群G4は、両凸形状のレンズL12によって構成されている。
第5レンズ群G5は、負の屈折力を有する両凹形状のレンズL13によって構成され位置が常時固定とされた固定群(前群)と、正の屈折力を有する両凸形状のレンズL14によって構成され光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群(後群)とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
尚、前群であるレンズL13を可動群とし、後群であるレンズL14を固定群としてもよい。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間には絞りSが配置されている。
第5レンズ群の像側にはフィルターFLと撮像面IMGを有する撮像素子とが物体側から像側へ順に配置されている。撮像素子としては、例えば、CCDやCMOS等が用いられ、フィルターFLは、例えば、赤外線カットフィルターやローパスフィルター等によって構成されている。
第2の実施の形態におけるズームレンズ2に具体的数値を適用した数値実施例2のレンズデーターを表4に示す。
ズームレンズ2において、第1レンズ群G1のレンズL1の最も像側の面(第3面)、第2レンズ群G2のレンズL6の両面(第11面、第12面)、第2レンズ群G2のレンズL8の像側の面(第15面)、第3レンズ群G3のレンズL9の両面(第17面、第18面)、第4レンズ群G4のレンズL12の両面(第22面、第23面)、第5レンズ群G5のレンズL13の両面(第24面、第25面)及び第5レンズ群G5のレンズL14の像側の面(第27面)は非球面に形成されている。数値実施例2における非球面の4次、6次、8次、10次の非球面係数A4、A6、A8、A10を円錐定数κと共に表5に示す。
ズームレンズ2において、広角端状態と望遠端状態の間のズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の面間隔D10、第2レンズ群G2と絞りSの間の面間隔D15、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間の面間隔D21及び第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間の面間隔D23が変化する。数値実施例2における広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=2.979)及び望遠端状態(f=8.873)における各面間隔を焦点距離f、FナンバーFno.及び半画角ωとともに表6に示す。
図6乃至図8は数値実施例2の無限遠合焦状態における諸収差図を示し、図6は広角端状態、図7は中間焦点距離状態、図8は望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
図6乃至図8には、球面収差図において、実線でd線(波長587.6nm)、一点鎖線でg線(波長435.8nm)、点線でC線(波長656.3nm)における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例2は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第3の実施の形態>
図9は、第3の実施の形態におけるズームレンズ3のレンズ構成を示している。
ズームレンズ3は、変倍比が8.71倍にされている。
ズームレンズ3は正の屈折力を有する第1レンズ群G1と負の屈折力を有する第2レンズ群G2と正の屈折力を有する第3レンズ群G3と正の屈折力を有する第4レンズ群G4と正の屈折力を有する第5レンズ群G5とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第1レンズ群G1は位置が常時固定とされ、第2レンズ群G2は変倍のために光軸方向へ移動可能とされ、第3レンズ群G3は位置が常時固定とされ、第4レンズ群G4は変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされている。
第1レンズ群G1は、像側に凹面を向けたレンズL1と、像側に強い凸面を向けたレンズL2と、両凹形状のレンズL3と両凸形状のレンズL4との接合レンズと、物体側に強い凸面を向けた両凸形状のレンズL5とが物体側から像側へ順に配置されて成る。レンズL1は複合非球面レンズにされている。
第2レンズ群G2は、像側に強い凹面を向けた両凹形状のレンズL6と、両凹形状のレンズL7と両凸形状のレンズL8との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第3レンズ群G3は、両凸形状のレンズL9と、両凸形状のレンズL10と両凹形状のレンズL11との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第4レンズ群G4は、両凸形状のレンズL12によって構成されている。
第5レンズ群G5は、負の屈折力を有する両凹形状のレンズL13によって構成され位置が常時固定とされた固定群(前群)と、正の屈折力を有する両凸形状のレンズL14によって構成され光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群(後群)とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
尚、前群であるレンズL13を可動群とし、後群であるレンズL14を固定群としてもよい。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間には絞りSが配置されている。
第5レンズ群の像側にはフィルターFLと撮像面IMGを有する撮像素子とが物体側から像側へ順に配置されている。撮像素子としては、例えば、CCDやCMOS等が用いられ、フィルターFLは、例えば、赤外線カットフィルターやローパスフィルター等によって構成されている。
第3の実施の形態におけるズームレンズ3に具体的数値を適用した数値実施例3のレンズデーターを表7に示す。
ズームレンズ3において、第1レンズ群G1のレンズL1の最も像側の面(第3面)、第2レンズ群G2のレンズL6の両面(第11面、第12面)、第2レンズ群G2のレンズL8の像側の面(第15面)、第3レンズ群G3のレンズL9の両面(第17面、第18面)、第4レンズ群G4のレンズL12の両面(第22面、第23面)、第5レンズ群G5のレンズL13の両面(第24面、第25面)及び第5レンズ群G5のレンズL14の像側の面(第27面)は非球面に形成されている。数値実施例3における非球面の4次、6次、8次、10次の非球面係数A4、A6、A8、A10を円錐定数κと共に表8に示す。
ズームレンズ3において、広角端状態と望遠端状態の間のズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の面間隔D10、第2レンズ群G2と絞りSの間の面間隔D15、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間の面間隔D21及び第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間の面間隔D23が変化する。数値実施例3における広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=2.952)及び望遠端状態(f=8.712)における各面間隔を焦点距離f、FナンバーFno.及び半画角ωとともに表9に示す。
図10乃至図12は数値実施例3の無限遠合焦状態における諸収差図を示し、図10は広角端状態、図11は中間焦点距離状態、図12は望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
図10乃至図12には、球面収差図において、実線でd線(波長587.6nm)、一点鎖線でg線(波長435.8nm)、点線でC線(波長656.3nm)における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例3は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第4の実施の形態>
図13は、第4の実施の形態におけるズームレンズ4のレンズ構成を示している。
ズームレンズ4は、変倍比が12.09倍にされている。
ズームレンズ4は正の屈折力を有する第1レンズ群G1と負の屈折力を有する第2レンズ群G2と正の屈折力を有する第3レンズ群G3と正の屈折力を有する第4レンズ群G4と正の屈折力を有する第5レンズ群G5とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第1レンズ群G1は位置が常時固定とされ、第2レンズ群G2は変倍のために光軸方向へ移動可能とされ、第3レンズ群G3は位置が常時固定とされ、第4レンズ群G4は変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされている。
第1レンズ群G1は、像側に凹面を向けたレンズL1と、像側に強い凸面を向けたレンズL2と、両凹形状のレンズL3と両凸形状のレンズL4との接合レンズと、物体側に強い凸面を向けた両凸形状のレンズL5とが物体側から像側へ順に配置されて成る。レンズL1は複合非球面レンズにされている。
第2レンズ群G2は、像側に強い凹面を向けた両凹形状のレンズL6と、両凹形状のレンズL7と両凸形状のレンズL8との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第3レンズ群G3は、両凸形状のレンズL9と、両凸形状のレンズL10と両凹形状のレンズL11との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第4レンズ群G4は、両凸形状のレンズL12によって構成されている。
第5レンズ群G5は、負の屈折力を有する両凹形状のレンズL13によって構成され位置が常時固定とされた固定群(前群)と、正の屈折力を有する両凸形状のレンズL14によって構成され光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群(後群)とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
尚、前群であるレンズL13を可動群とし、後群であるレンズL14を固定群としてもよい。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間には絞りSが配置されている。
第5レンズ群の像側にはフィルターFLと撮像面IMGを有する撮像素子とが物体側から像側へ順に配置されている。撮像素子としては、例えば、CCDやCMOS等が用いられ、フィルターFLは、例えば、赤外線カットフィルターやローパスフィルター等によって構成されている。
第4の実施の形態におけるズームレンズ4に具体的数値を適用した数値実施例4のレンズデーターを表10に示す。
ズームレンズ4において、第1レンズ群G1のレンズL1の最も像側の面(第3面)、第2レンズ群G2のレンズL6の両面(第11面、第12面)、第2レンズ群G2のレンズL8の像側の面(第15面)、第3レンズ群G3のレンズL9の両面(第17面、第18面)、第4レンズ群G4のレンズL12の両面(第22面、第23面)、第5レンズ群G5のレンズL13の両面(第24面、第25面)及び第5レンズ群G5のレンズL14の像側の面(第27面)は非球面に形成されている。数値実施例4における非球面の4次、6次、8次、10次の非球面係数A4、A6、A8、A10を円錐定数κと共に表11に示す。
ズームレンズ4において、広角端状態と望遠端状態の間のズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の面間隔D10、第2レンズ群G2と絞りSの間の面間隔D15、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間の面間隔D21及び第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間の面間隔D23が変化する。数値実施例4における広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=3.477)及び望遠端状態(f=12.088)における各面間隔を焦点距離f、FナンバーFno.及び半画角ωとともに表12に示す。
図14乃至図16は数値実施例4の無限遠合焦状態における諸収差図を示し、図14は広角端状態、図15は中間焦点距離状態、図16は望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
図14乃至図16には、球面収差図において、実線でd線(波長587.6nm)、一点鎖線でg線(波長435.8nm)、点線でC線(波長656.3nm)における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例4は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
[ズームレンズの条件式の各値]
以下に、本発明ズームレンズ及び別の本発明ズームレンズの条件式の各値について説明する。
表13にズームレンズ1乃至ズームレンズ4における前記条件式(1)乃至条件式(3)の各値を示す。
表13から明らかなように、ズームレンズ1乃至ズームレンズ4は条件式(1)乃至条件式(3)を満足するようにされている。
[撮像装置の構成]
本発明撮像装置は、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、ズームレンズが、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
また、本発明撮像装置は、ズームレンズの第1レンズ群が、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成る。
さらに、本発明撮像装置は、ズームレンズが、以下の条件式(1)及び条件式(2)を満足するようにされている。
(1)0.03<H1′/f1<0.3
(2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
但し、
H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
条件式(1)は、第1レンズ群に広画角化と最も物体側のレンズの小型化を両立させるのに適した構成を与えるための条件を示す式である。
条件式(1)の下限を下回ると、第1レンズ群と第2レンズ群の主点間隔が大きくなるため広画角化が難しくなる。
逆に、条件式(1)の上限を上回ると、第1レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの径が大きくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式(1)を満足することにより、第1レンズ群の像側主点が第1レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定され、広画角化と第1レンズ群の最も物体側のレンズの小型化を両立させることができる。
条件式(2)は、主に変倍レンズ群として機能する第2レンズ群の屈折力を規定する式である。
条件式(2)の下限を下回ると、第2レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、ペッツバール和が負側に大きくなり像面湾曲の補正が難しくなる。
逆に、条件式(2)の上限を上回ると、第2レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎ、所望の変倍比を達成するために第2レンズ群の移動量を大きくする必要が生じズームレンズの大型化を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式(2)を満足することにより、第2レンズ群の屈折力が適正化され、像面湾曲の良好な補正を行うことができると共に第2レンズ群の移動量が小さくなりズームレンズの小型化を図ることができる。
本発明撮像装置は、ズームレンズが上記のように構成されることにより、変倍比が8倍乃至20倍、半画角が35°乃至45°を達成することが可能である。
別の本発明撮像装置は、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、ズームレンズが、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
また、別の本発明撮像装置は、ズームレンズの第1レンズ群が、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成る。
さらに、別の本発明撮像装置は、ズームレンズの第2レンズ群が、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
加えて、別の本発明撮像装置は、ズームレンズが、以下の条件式(1)、条件式(2)及び条件式(3)を満足するようにされている。
(1)0.03<H1′/f1<0.3
(2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
(3)0.8<f21/f2<1.6
但し、
H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
f21:第2レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
条件式(1)は、第1レンズ群に広画角化と最も物体側のレンズの小型化を両立させるのに適した構成を与えるための条件を示す式である。
条件式(1)の下限を下回ると、第1レンズ群と第2レンズ群の主点間隔が大きくなるため広画角化が難しくなる。
逆に、条件式(1)の上限を上回ると、第1レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの径が大きくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式(1)を満足することにより、第1レンズ群の像側主点が第1レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定され、広画角化と第1レンズ群の最も物体側のレンズの小型化を両立させることができる。
条件式(2)は、主に変倍レンズ群として機能する第2レンズ群の屈折力を規定する式である。
条件式(2)の下限を下回ると、第2レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、ペッツバール和が負側に大きくなり像面湾曲の補正が難しくなる。
逆に、条件式(2)の上限を上回ると、第2レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎ、所望の変倍比を達成するために第2レンズ群の移動量を大きくする必要が生じズームレンズの大型化を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式(2)を満足することにより、第2レンズ群の屈折力が適正化され、像面湾曲の良好な補正を行うことができると共に第2レンズ群の移動量が小さくなりズームレンズの小型化を図ることができる。
条件式(3)は、第2レンズ群の屈折力と第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズとの屈折力の比を規定する式である。
条件式(3)の上限を上回ると、第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が弱くなり過ぎ、広画角化を達成しようとしたときに第1レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの大型化を来たしてしまう。
逆に、条件式(3)の下限を下回ると、第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が強くなり過ぎ、変倍に伴う収差補正が困難になってしまう。
従って、ズームレンズが条件式(3)を満足することにより、第2レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が適正化され、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの小型化及び変倍に伴って発生する収差の良好な補正を行うことができる。
また、第5レンズ群を光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有する構成とすることにより、第5レンズ群によって手振れ等による画像のブレを補正することができる。
別の本発明撮像装置は、ズームレンズが上記のように構成されることにより、変倍比が8倍乃至20倍、半画角が35°乃至45°を達成することが可能である。
[撮像装置の一実施形態]
図17に、本発明撮像装置及び別の本発明撮像装置の一実施形態によるデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
撮像装置(デジタルスチルカメラ)100は、撮像機能を担うカメラブロック10と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部20と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部30とを有している。また、撮像装置100は、撮影された画像等を表示するLCD(Liquid Crystal Display)40と、メモリーカード1000への画像信号の書込及び読出を行うR/W(リーダ/ライタ)50と、撮像装置の全体を制御するCPU(Central Processing Unit)60と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部70と、カメラブロック10に配置されたレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部80とを備えている。
カメラブロック10は、ズームレンズ11(本発明及び別の本発明が適用されるズームレンズ1、2、3、4)を含む光学系や、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子12等とによって構成されている。
カメラ信号処理部20は、撮像素子12からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
画像処理部30は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。
LCD40はユーザーの入力部70に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデータを表示する機能を有している。
R/W50は、画像処理部30によって符号化された画像データのメモリーカード1000への書込及びメモリーカード1000に記録された画像データの読出を行う。
CPU60は、撮像装置100に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部70からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
入力部70は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をCPU60に対して出力する。
レンズ駆動制御部80は、CPU60からの制御信号に基づいてズームレンズ11の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
メモリーカード1000は、例えば、R/W50に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
以下に、撮像装置100における動作を説明する。
撮影の待機状態では、CPU60による制御の下で、カメラブロック10において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部20を介してLCD40に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部70からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、CPU60がレンズ駆動制御部80に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部80の制御に基づいてズームレンズ11の所定のレンズが移動される。
入力部70からの指示入力信号によりカメラブロック10の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部20から画像処理部30に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはR/W50に出力され、メモリーカード1000に書き込まれる。
尚、フォーカシングは、例えば、入力部70のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録(撮影)のために全押しされた場合等に、CPU60からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部80がズームレンズ11の所定のレンズを移動させることにより行われる。
メモリーカード1000に記録された画像データを再生する場合には、入力部70に対する操作に応じて、R/W50によってメモリーカード1000から所定の画像データが読み出され、画像処理部30によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号がLCD40に出力されて再生画像が表示される。
尚、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたPDA(Personal Digital Assistant)等のデジタル入出力機器のカメラ部等として広く適用することができる。
上記した各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
ズームレンズの第1の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図3及び図4と共に第1の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 ズームレンズの第2の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図7及び図8と共に第2の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 ズームレンズの第3の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図11及び図12と共に第3の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 ズームレンズの第4の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図15及び図16と共に第4の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。
1…ズームレンズ、2…ズームレンズ、3…ズームレンズ、4…ズームレンズ、G1…第1レンズ群、G2…第2レンズ群、G3…第3レンズ群、G4…第4レンズ群、G5…第5レンズ群、100…撮像装置、11…ズームレンズ、12…撮像素子

Claims (8)

  1. 正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第1レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    以下の条件式(1)及び条件式(2)を満足する
    ズームレンズ。
    (1)0.03<H1′/f1<0.3
    (2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
    但し、
    H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
    f1:第1レンズ群の焦点距離
    f2:第2レンズ群の焦点距離
    fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
    ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
    とする。
  2. 前記第2レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    以下の条件式(3)を満足する
    請求項1に記載のズームレンズ。
    (3)0.8<f21/f2<1.6
    但し、
    f21:第2レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
    とする。
  3. 前記第1レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズである
    請求項1に記載のズームレンズ。
  4. 正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第1レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第2レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    以下の条件式(1)、条件式(2)及び条件式(3)を満足する
    ズームレンズ。
    (1)0.03<H1′/f1<0.3
    (2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
    (3)0.8<f21/f2<1.6
    但し、
    H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
    f1:第1レンズ群の焦点距離
    f2:第2レンズ群の焦点距離
    fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
    ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
    f21:第2レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
    とする。
  5. 前記第1レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズである
    請求項4に記載のズームレンズ。
  6. 前記第5レンズ群は負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第5レンズ群の前記前群又は前記後群を前記可動群とし、像面上に形成される像を光軸に垂直な方向へ移動させることを可能とした
    請求項4に記載のズームレンズ。
  7. ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記ズームレンズは、
    正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第1レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    以下の条件式(1)及び条件式(2)を満足する
    撮像装置。
    (1)0.03<H1′/f1<0.3
    (2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
    但し、
    H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
    f1:第1レンズ群の焦点距離
    f2:第2レンズ群の焦点距離
    fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
    ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
    とする。
  8. ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記ズームレンズは、
    正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第1レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第2レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第3レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第4レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第5レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第1レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第2レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    以下の条件式(1)、条件式(2)及び条件式(3)を満足する
    撮像装置。
    (1)0.03<H1′/f1<0.3
    (2)0.3<|f2|/√(fw・ft)<0.65
    (3)0.8<f21/f2<1.6
    但し、
    H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点から第1レンズ群の像側の主点までの間隔(−は物体側、+は像側)
    f1:第1レンズ群の焦点距離
    f2:第2レンズ群の焦点距離
    fw:広角端におけるレンズ全系の焦点距離
    ft:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
    f21:第2レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
    とする。
JP2009295244A 2009-12-25 2009-12-25 ズームレンズ及び撮像装置 Active JP5387392B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009295244A JP5387392B2 (ja) 2009-12-25 2009-12-25 ズームレンズ及び撮像装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009295244A JP5387392B2 (ja) 2009-12-25 2009-12-25 ズームレンズ及び撮像装置
US12/926,425 US8040614B2 (en) 2009-12-25 2010-11-17 Zoom lens and image pickup device
CN2010105951293A CN102109664A (zh) 2009-12-25 2010-12-20 变焦透镜和图像拾取设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011133799A JP2011133799A (ja) 2011-07-07
JP5387392B2 true JP5387392B2 (ja) 2014-01-15

Family

ID=44173869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009295244A Active JP5387392B2 (ja) 2009-12-25 2009-12-25 ズームレンズ及び撮像装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8040614B2 (ja)
JP (1) JP5387392B2 (ja)
CN (1) CN102109664A (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100927347B1 (ko) * 2007-11-13 2009-11-24 파워옵틱스 주식회사 줌렌즈 광학계
US20110023548A1 (en) 2009-07-29 2011-02-03 Garner Sean M Glass substrate comprising an edge web portion
WO2012063711A1 (ja) * 2010-11-09 2012-05-18 コニカミノルタオプト株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP5836654B2 (ja) * 2011-06-14 2015-12-24 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5866190B2 (ja) 2011-12-05 2016-02-17 ハンファテクウィン株式会社Hanwha Techwin Co.,Ltd. ズームレンズ及び撮像装置
JP2013125074A (ja) * 2011-12-13 2013-06-24 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
TWI431317B (zh) * 2011-12-15 2014-03-21 Young Optics Inc 鏡頭模組和攝像裝置
JP5959872B2 (ja) * 2012-02-15 2016-08-02 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5854876B2 (ja) * 2012-02-21 2016-02-09 株式会社タムロン ズームレンズ
US9294667B2 (en) * 2012-03-10 2016-03-22 Digitaloptics Corporation MEMS auto focus miniature camera module with fixed and movable lens groups
KR101941248B1 (ko) 2012-07-23 2019-04-10 삼성전자주식회사 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상장치
JP6016544B2 (ja) * 2012-09-14 2016-10-26 キヤノン株式会社 ズームレンズ、及びそれを用いたプロジェクター
JP6210686B2 (ja) * 2013-01-08 2017-10-11 キヤノン株式会社 光学系及びそれを有する画像投射装置
KR101994285B1 (ko) * 2013-04-04 2019-06-28 한화테크윈 주식회사 줌 렌즈계
JP6527328B2 (ja) * 2014-12-26 2019-06-05 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6558954B2 (ja) * 2015-05-28 2019-08-14 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する光学機器
JP6356639B2 (ja) * 2015-07-28 2018-07-11 富士フイルム株式会社 変倍光学系および撮像装置
US9851542B2 (en) 2016-04-08 2017-12-26 Young Optics Inc. Imaging lens

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH047258A (en) 1990-04-21 1992-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Paper discharger for picture forming device
JPH07152002A (ja) * 1993-11-29 1995-06-16 Nikon Corp 防振機能を備えたズームレンズ
JP4007258B2 (ja) 2003-01-17 2007-11-14 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP2005070345A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Ricoh Co Ltd ズームレンズ及びこれを備えるカメラ、携帯情報端末装置
JP4210272B2 (ja) * 2005-06-29 2009-01-14 フジノン株式会社 防振ズームレンズ及びこれを備えたカメラ
JP4674567B2 (ja) * 2006-05-01 2011-04-20 株式会社ニコン ズームレンズとこれを具備する光学装置
JP5006575B2 (ja) * 2006-05-25 2012-08-22 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP2008304765A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Canon Inc ズームレンズ及びそれを用いた画像投影装置
JP5176581B2 (ja) 2007-12-26 2013-04-03 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20110157429A1 (en) 2011-06-30
JP2011133799A (ja) 2011-07-07
US8040614B2 (en) 2011-10-18
CN102109664A (zh) 2011-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8922699B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus
US9235036B2 (en) Zoom lens and imaging apparatus
US7511898B2 (en) Zoom lens and imaging device
KR101148195B1 (ko) 줌 렌즈 및 촬상장치
KR101020617B1 (ko) 줌 렌즈 및 촬상 장치
JP3864897B2 (ja) 撮像レンズ装置
US7692870B2 (en) Zoom lens and imaging apparatus
JP5907417B2 (ja) 結像レンズ、撮像装置および情報装置
CN100578283C (zh) 变焦镜头和图像拾取设备
US7256945B2 (en) Zoom lens and image pick-up apparatus
JP4929862B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
US7742236B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus
JP4222165B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP3709148B2 (ja) ズームレンズ系
US8520318B2 (en) Zoom lens and imaging apparatus
US7952811B2 (en) Zoom lens and image pickup device
JP4942091B2 (ja) 広角高変倍ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP4244033B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2008281927A (ja) 変倍光学系、撮像装置及びデジタル機器
JP2005215165A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP5294051B2 (ja) ズームレンズ、撮像装置
JP5750729B2 (ja) リアフォーカスレンズ系及びそれを備えた撮像装置
US7995284B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus
US7978420B2 (en) Zoom lens and imaging apparatus
JP5585425B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121030

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130910

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130911

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130923

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5387392

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250